代码中，函数是为了更好的实现模块化的程序设计。那么函数的本质是什么？函数中定义的变量（全局变量、局部变量、静态变量等）又是怎样存储的？为什么全局变量与局部变量的作用域和生命期不相同？只有更加深入的了解函数，才能解答这些问题！

★函数的本质

函数的本质是一段可执行的机器指令代码，函数名的本质是一个标号，表示函数代码的入口。该标号的值等于内存中存储函数代码的内存空间的首地址。

★变量

●全局变量

全局变量也就是外部变量，定义在函数的外部。因此它不属于任何一个函数，只属于所在的源文件。

▲初始化

对于全局变量来说，如果没有被初始化，其值由编译器自动设置为0。因此，使用一个全局变量不用考虑它的初始化问题。

运行结果：

▲作用域和生命周期

其作用域从定义该变量的这一行开始到定义该变量的源文件结束，在此期间，所有的函数都可以引用该变量。这里有一点要注意：全局变量作用域的范围并不是从程序的开始一直到程序的结尾，而是从定义这个变量的开始处到程序的结尾。

有这样一种情况：在一个源文件中，定义全局变量之前已经定义了一个函数A，那么A就不能引用这个全局变量。如果非要引用这个变量，那么就先在A之前声明这个全局变量。

●局部变量

局部变量也成为内部变量，它定义在函数或者复合语句的内部。

▲初始化

如果局部变量未被初始化，那么直接引用会很危险。因为局部变量存储于内存的堆栈中。定义了局部变量之后，编译器不会将其初始化为0，而是此内存空间原来的值。那么这个值是一个随机值，最后就可想而知了。因此，局部变量一定要记得初始化！

运行结果：

▲作用域和生命周期

因为它定义在函数内部或者复合语句的内部。因此，其作用域仅限于函数或者符合语句内。

★变量存储

源文件中，不同的变量存储在不同的区域内。一个程序在运行期间会占用内存，并且内存的使用情况也不同。一般会分为：数据段、代码段、堆栈段、BSS段

●BBS段（Block Started by Symbol）

通常用来存储未初始化全局变量和静态变量的一块区域。BSS段属于静态内存分配。在程序执行之前，BSS段会自动清零。这也就是前面全局变量不用初始化的原因。

●代码段

用来存放程序的执行代码。这段内存在程序运行之前就已经确定。

●数据段

通常用来存放已经初始化的全局变量和静态变量。属于静态内存分配。

●堆

用来存放程序动态分配的内存空间，大小不固定。可扩张、可缩减。当调用malloc函数时，就是从堆上分配内存，内存空间扩大；调用free函数时，堆上内存空间就会缩减。

●栈

用来存放函数内部定义的局部变量（注意：不包括static声明的变量，一般存储在数据段中）。在函数被调用时，其参数也会被压入发起调用的堆栈中，并且待到调用结束后，函数的返回值也会被放会栈中，由于栈的先进后出的特点，所以栈特别方便用来保存/恢复调用现场，从这个意义来讲，我们可以把堆栈看成一个寄存、交换临时数据的内存区。

★函数有关的优化

●函数调用优化

函数的作用是使代码模块行增强，有利于代码的阅读和修改，可以有效的缩减代码的体积。但是函数调用是很费时的，一个函数调用一般有4步：

1、需将参数压入堆栈

2、需要保存寄存器的值

3、需要保存返回地址

4、会造成跳转

这四步中以上3步都需要访问内存。访问内存是很消耗时间的，如果程序中调用函数过多，其运行的速度肯定会很慢。因此在程序执行过程中，应该尽量减少不必要的函数调用，这样才能提高程序的执行速度。

●变量存储优化

 由于局部变量存储在栈上，全局变量存储在数据段上。由于两者的存储位置不同导致生命周期的不同。

对于程序中调用很高的局部变量，编译器会自动将其存储在寄存器中，但是全局变量不会被存储在寄存器中。因为全局变量在整个程序中一直存在，如果全局变量存储在寄存器中，那么寄存器就无法存储临时变量或者中间值。计算机中，寄存器资源本来就稀少，程序的运行效率也没有效率。因此，全局变量一定要存储在数据段上，也就是内存中。尽量减少内存的访问也是提高程序执行速度的方法！（寄存器位于CPU中，它的特点是：容量小，速度快。如果一些变量被频繁的使用，就将此变量存储于寄存器中。这样就会减少对内存的频繁操作，从而节约了时间）

【C语言学习】C语言中的函数,古老的榕树,5-wow.com